CN107976099A - 一种狭缝换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种狭缝换热器，嵌套于热端上并可覆盖所述热端的工质气体流通通道口，包括数个换热翅片，数个所述换热翅片依次首尾相连呈折叠状，并沿所述换热翅片的连接边方向围绕成筒状散热体，相邻两个所述换热翅片之间呈一定夹角设置；本发明通过数个首尾相连呈折叠状的换热翅片围绕成筒状散热体，再配合换热翅片上开设的狭缝通道，增加与工质气体的接触面积，并使工质气体在通过换热通道时产生涡旋，破坏热边界层，增强扰动，使换热系数增加，换热高效、均匀，还通过扩流引导通道提前扩流、引导工质气体流动路线，另外，本发明不仅结构紧凑体积小，还增加了狭缝换热器的适用广泛性，满足人们对高性能制冷设备的应用需求。
Description
技术领域
本发明是涉及一种换热器，具体说，是涉及一种狭缝换热器，属于制冷技术领域，特别适用于热声制冷机等体型较小的制冷设备。
背景技术
换热器是一种在不同温度的两种或两种以上物体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工业条件的需要，是提高能源利用效率的重要机构，并且换热器的换热性能的好坏直接关系到制冷设备的制冷性能。带有条缝形翅片的换热器也叫狭缝换热器，相较其他种类换热器，具有更高效的换热性能，可以很好的提高制冷设备的制冷效果。因此，带有条缝形翅片的换热器在制冷领域被广泛应用。
增加工质流体与翅片的接触面积是提高换热效率的重要手段。现有换热器如中国专利201220300342.1公开了一种同轴型脉冲管制冷机锥形狭缝式热端换热器，该种类型的换热器通过将翅片呈放射状圆周均布设置在轴套状结构上以形成狭缝散热机构，翅片与轴套状结构的连接的根部为实心结构，并且此处的翅片分布更为密集，以致工质流体的在此处的流通性不足，换热效果受到明显限制。此外，现有换热器实际应用安装环境多有不同，例如，在不同制冷设备的热端，工质流体在流通通道流出后的流动方向各有不同，同时，由于流通通道端口结构的不同设置，预留的换热器安装位置也不尽相同，如此往往使得工质流体在换热器中的实际流通路径与换热器预设理论流通路径出现偏差，这样导致的结果是：工质流体在换热器中分布不均匀、换热器的翅片不能被完全利用、工质流体与翅片接触面积较小，换热效果较差不能达到理想要求，如本发明附图9中所示。再者，随技术的进步，人们对制冷设备的高效性、紧凑型等方面提出了更高的要求，特别是热声制冷设备这类环保制冷技术的发展应用，其体积较小的，结构相对紧凑，发展前景广阔，同时受到结构特点的影响，不仅其换热器可选的安装位置和安装空间有限，而且对换热器的换热性能要求较高。
介于上述诸多原因，本领域亟待开发一种换热效果均匀、换热性能高效、结构紧凑体积小的狭缝换热器，以增加狭缝换热器的适用广泛性，满足人们对高性能制冷设备的应用需求，然而，但至今未见相关技术或产品的报道。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种换热效果均匀、换热性能高效、结构紧凑体积小的狭缝换热器，以增加狭缝换热器的适用广泛性，满足人们对高性能制冷设备的应用需求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种狭缝换热器，嵌套于热端上并可覆盖所述热端的工质气体流通通道口，其特征在于：包括数个换热翅片，数个所述换热翅片依次首尾相连呈折叠状，并沿所述换热翅片的连接边方向围绕成筒状散热体，相邻两个所述换热翅片之间呈一定夹角设置，相邻两个换热翅片之间的形成的狭缝为工质气体的在换热器内的换热通道。
作为优选方案，每个所述换热翅片上开设有数个狭缝通道。
作为进一步优选方案，数个所述狭缝通道垂直于所述换热翅片的连接边等距设置。
作为进一步优选方案，每个所述狭缝通道的长度范围为所述换热翅片宽度的60％～70％，相邻两个所述狭缝通道之间的间距范围为1.5mm～2mm。
作为一种实施方案，所述散热体底部为散热器的进气端，所述散热体底部与所述热端的工质气体流通通道口之间留设有扩流引导通道，所述扩流引导通道完全覆盖所述散热体底部。
进一步实施方案，所述热端的工质气体流通通道口处或所述散热体底部设有用于形成所述扩流引导通道的支撑件，以支撑所述散热体与所述热端的工质气体流通通道口间隔开，形成具有提前扩流作用、引导工质气体流动路线的扩流引导通道。
进一步实施方式，所述支撑件为数个间隔均布于所述热端的工质气体流通通道口外缘上或所述散热体底部外缘上的支撑凸台。
作为优选方案，相邻两个换热翅片之间固定或可活动连接，或者，数个所述换热翅片为一体成型结构。
作为优选方案，所述换热翅片的可选材质包括铝材质或紫铜材质，可以根据需要更改其他换热器材料。
作为优选方案，所述换热翅片形状可以是矩形、三角型、直角梯形或其他多边形。
本发明所述换热翅片上狭缝通道的设置位置、设置角度、设置形状、设置数量和设置面积，以及相邻两个所述换热翅片之间的夹角可根据实际换热环境需求相应设定。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明所述狭缝换热器通过数个首尾相连呈折叠状的换热翅片围绕成筒状散热体，增加了工质气体与换热翅片的接触面积，同时，换热翅片形成的换热通道分布均匀，工质气体整体流动性好，使得换热效果均匀、换热性能高效，再配合每片所述换热翅片上均开设的狭缝通道，使得工质气体在通过换热翅片的狭缝时产生涡旋，涡旋的出现，破坏了热边界层，增强扰动，使换热系数增加，有效提高换热器的换热性能；并且当应用到冷端时，由于狭缝通道的设置改变了换热翅片表面粗糙度，增加工质气体流通阻力，增强节流降压效果，从而增强制冷效果，还通过设有的扩流引导通道实现提前扩流、引导工质气体流动路线，使得工质气体在换热器的换热翅片间均匀通过、换热翅片得到充分利用，避免了现有换热器纵向或横向单向换热性能不足的问题，另外，本发明还具有结构简单紧凑体积小的优点，增加了狭缝换热器的适用广泛性，满足人们对高性能制冷设备的应用需求，具有明显的进步性和应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种狭缝换热器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的狭缝换热器的侧视图；
图3为本发明实施例提供的散热体的拉伸展开示意图；
图4为本发明实施例提供的散热体的拉伸展开截面图；
图5为本发明实施例提供的狭缝换热器的装配在热端的结构示意图；
图6为图5中A的放大图；
图7为本发明实施例提供的设有支撑凸台的热端结构示意图；
图8为图7中B的放大图；
图9为本发明背景技术中涉及的翅片利用率低的工质气体流向示意图。
图中标号示意如下：1、热端；11、热端的工质气体流通通道口；2、换热翅片；21、狭缝通道；22、连接边；3、散热体；4、扩流引导通道；41、支撑件。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述。
实施例
结合图1至图8所示，本实施例提供的一种狭缝换热器，嵌套于热端1上并可覆盖所述热端的工质气体流通通道口11，包括数个形状相同的换热翅片2，数个所述换热翅片2依次首尾相连呈折叠状，并沿所述换热翅片2的连接边22方向围绕成筒状散热体3，相邻两个所述换热翅片2之间呈一定夹角设置，相邻两个所述换热翅片2之间的形成的狭缝为工质气体的在换热器内的换热通道。
为了进一步提高换热器的换热性能，在本实施例中，每个所述换热翅片2上开设有数个狭缝通道21，如图1、图2、图3和图6所示。
在本实施例中，数个所述狭缝通道21垂直于所述换热翅片2的连接边22等距设置，如图6所示。
在本实施例中，每个所述狭缝通道21的长度范围为所述换热翅片2宽度的60％～70％，相邻两个所述狭缝通道21之间的间距范围为1.5mm～2mm。
为了提高换热翅片的利用率，在本实施例中，所述散热体3底部为散热器3的进气端，所述散热体3底部与所述热端的工质气体流通通道口11之间留设有扩流引导通道4，所述扩流引导通道4完全覆盖所述散热体3底部，如图5至图8所示。
在本实施例中，如图5至图8所示，所述热端的工质气体流通通道口11处或所述散热体3底部设有用于形成所述扩流引导通道4的支撑件41，以支撑所述散热体3与所述热端的工质气体流通通道口11间隔开，形成具有提前扩流作用、引导工质气体流动路线的扩流引导通道4。
考虑到支撑件的设置便利性和支撑稳固性，所述支撑件41为数个间隔均布于所述热端的工质气体流通通道口11外缘上或所述散热体3底部外缘上的支撑凸台，在本实施例中，所述支撑凸台的数量为4个或8个。
考虑到换热翅片的导热率，在本实施例中，所述换热翅片2的可选材质包括铝材质或紫铜材质，还可以根据需要更改其他换热器材料。
考虑到换热器安装空间结构的不同，所述换热翅片2形状可以是矩形、三角型、直角梯形或其他多边形。
考虑到换热器实际应用工况的多样性，本发明相邻两个换热翅片2之间固定或可活动连接，或者，数个所述换热翅片2为一体成型结构；所述换热翅片2上狭缝通道21的设置位置、设置角度、设置形状、设置数量和设置面积，以及相邻两个所述换热翅片2之间的夹角可根据实际换热环境需求相应设定。
本发明所述狭缝换热器工作时，如图6所示，工质气体从所述散热体3的底部流入，工质气体的流通路径完全覆盖所述换热器的预定流体流通路径，并均匀穿过换热翅片2间的狭缝和翅片上设有的狭缝通道21，从换热器中流出，完成换热过程。
综上所述可见：本发明所述狭缝换热器通过数个首尾相连呈折叠状的换热翅片2围绕成筒状散热体3，增加了工质气体与换热翅片2的接触面积，同时，换热翅片2整体与工质气体流向平行，工质气体流动性好，使得换热效果均匀、换热性能高效，再配合每片所述换热翅片2上均开设的狭缝通道21，使得工质气体在通过换热翅片2的狭缝时产生涡旋，涡旋的出现，破坏了热边界层，增强扰动，使换热系数增加，有效提高换热器的换热性能；并且当应用到冷端时，由于狭缝通道21的设置改变了换热翅片2表面粗糙度，增加工质气体流通阻力，增强节流降压效果，从而增强制冷效果，还通过设有的扩流引导通道4实现提前扩流、引导工质气体流动路线，使得工质气体在换热器的换热翅片2间均匀通过、换热翅片2得到充分利用，避免了现有换热器纵向或横向单向换热性能不足的问题，另外，本发明还具有结构简单紧凑体积小的优点，增加了狭缝换热器的适用广泛性，满足人们对高性能制冷设备的应用需求。
最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种狭缝换热器，嵌套于热端上并可覆盖所述热端的工质气体流通通道口，其特征在于：包括数个换热翅片，数个所述换热翅片依次首尾相连呈折叠状，并沿所述换热翅片的连接边方向围绕成筒状散热体，相邻两个所述换热翅片之间呈一定夹角设置。
2.根据权利要求1所述的狭缝换热器，其特征在于：每个所述换热翅片上开设有数个狭缝通道。
3.根据权利要求2所述的狭缝换热器，其特征在于：数个所述狭缝通道垂直于所述换热翅片的连接边等距设置。
4.根据权利要求2所述的狭缝换热器，其特征在于：每个所述狭缝通道的长度范围为所述换热翅片宽度的60％～70％，相邻两个所述狭缝通道之间的间距范围为1.5mm～2mm。
5.根据权利要求1或4所述的狭缝换热器，其特征在于：所述散热体底部为散热器的进气端，所述散热体底部与所述热端的工质气体流通通道口之间留设有扩流引导通道，所述扩流引导通道完全覆盖所述散热体底部。
6.根据权利要求5所述的狭缝换热器，其特征在于：所述热端的工质气体流通通道口处或所述散热体底部设有用于形成所述扩流引导通道的支撑件。
7.根据权利要求6所述的狭缝换热器，其特征在于：所述支撑件为数个间隔均布于所述热端的工质气体流通通道口外缘上或所述散热体底部外缘上的支撑凸台。
8.根据权利要求1所述的狭缝换热器，其特征在于：所述换热翅片的可选材质包括铝材质或紫铜材质。
9.根据权利要求1所述的狭缝换热器，其特征在于：相邻两个换热翅片之间固定或可活动连接，或者，数个所述换热翅片为一体成型结构。
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